книги / Техника для выемки тонких пластов

Рис. 8.1. Схема устройства для борьбы с пылью при работе угольного комбайна методом орошения

отсутствуют эффективные средства борьбы с пылью в процессе передвижения секций механизированной крепи.

Факторами, снижающими пылеобразование при передвижении механизированных крепей, являются:

передвижение секций крепи только с активным подпором. Это осуществлено в конструкции механизированной крепи 1МКЮЗ; максимально возможное перекрытие зазоров между верхни­ ми перекрытиями секций крепи в процессе их передвижки и ра­

боты.

Такое устройство получило распространение на механизиро­ ванных крепях щитового типа, работающих в условиях пластов средней мощности, хорошо себя зарекомендовало в эксплуатации, и оно должно быть распространено на конструкции крепей, рабо­ тающих в условиях тонких пластов.

Процесс пылеподавления орошением заключается в том, что пыль захватывается, сталкиваясь с капельками воды, смачивает­ ся и выпадает на почву пласта. Борьба с пылью при работе уголь­ ного комбайна методом орошения осуществляется следующим образом. От пожарного водопровода 1 (рис. 8.1) или от емкости вода через электромагнитный вентиль 2 поступает в центробеж­ ный насос 3 системы орошения и от него через штрековый фильтр 4 по гибкому забойному водоводу 5 подается под давлением к угольному комбайну и через комбайновый фильтр 6 разводится

по комбайну.

В современных комбайнах подводимая для орошения вода ис­ пользуется для охлаждения его электродвигателей и редукторов привода исполнительного органа комбайна. Затем вода подается к форсункам, распыляющим ее в зонах пылеобразования.

Как установлено экспериментально, наибольшая эффективность по борьбе с пылью системы орошения достигается при подаче во­ ды и ее распылении форсунками непосредственно на вращающих­ ся шнеках исполнительного органа, т. е. в зоне резания угля рез­ цами.

8.2. Система водоснабжения оросительного

устройства комбайна

Для всех угольных комбайнов в настоящее время освоена се­ рийным производством и рекомендована для применения унифи­ цированная система водоснабжения повышенной надежности, состоящая из насосной установки 1УЦНС13, полнопоточного штре­ кового фильтра ФШЦ и забойного подвода B3H32.

Насосная установка 1УЦНС13 (рис. 8.2) содержит раму 1, на которой установлен центробежный насос 2 типа ЦНС13 и взры­ вобезопасный электродвигатель 3 типа ВА072-2. Всасывающий патрубок насоса через вентиль 4 с электромагнитным управлени­

ем может быть подключен к сети пожарного водопровода шахты или к емкости с водой. Напорный патрубок насоса, снабженный вентилем 5 с манометром б, подключается к гибкому рукаву 7,

идущему к штрековому фильтру.

w /

Рис. 8.3. Насос ЦНС13

Насос ЦНС13 (рис. 8.3) центробежный, состоит из: корпусов ступеней 1\ крышек всасывания 2 и нагнетания 3, стянутых шпиль­ ками 16; рабочих колес 4\ направляющих аппаратов 5; вала 6,

смонтированного на подшипниках 7 и 8, находящихся в кронштей­ нах 9 и 10.

На валу 6 смонтирован диск разгрузочного устройства 11, ко­ торый вместе с неподвижным диском 12 воспринимает осевое уси­ лие ротора. Вал 6 приводится во вращение электродвигателем через упругую муфту 13, а уплотняется при помощи сальниковой набивки 14, поджимаемой грундбуксами 15.

Рабочая характеристика насоса ЦНС13 на одну ступень при частоте вращения 2950 об/мин и плотности воды 998 кг/м3 пред­ ставлена на рис. 8.4.

8.3. Оросительная система комбайна К103

Оросительную систему угольного комбайна рассмотрим на при­

Рис. 8.5. Оросительная система очистного комбайна КЮЗ

пыления: к двум блокам 9, в каждом из которых установле­

но по две форсунки, при этом в работу может быть включена лю­ бая из этих форсунок; через регулировочные краны 10, трубопро­ воды 11 к форсункам 12 на вращающихся шнековых исполнитель­

ных органах. Это обеспечивает распыление воды непосредственно в зоне резания угля резцами.

Таким образом, основными принципами построения систем орошения угольных комбайнов являются:

использование воды системы орошения, подводимой к комбай­ ну, для охлаждения электродвигателей и редуктора привода ис­ полнительного органа;

подвод воды и ее распыление непосредственно в зоне резания угля форсунками, расположенными на вращающихся шнеках ис­ полнительного органа комбайна или на его корпусе;

подвод воды к форсункам и ее распыление в зоне погрузки уг­ ля шнеками.

Для дальнейшего повышения эффективности пылеподавления систем орошения угольных комбайнов намечено применение, на­ чиная с 1984 г., электретных форсунок, обеспечивающих подза­ рядку частиц воды, распыляемых форсунками статическим элек­ тричеством, что способствует повышению вероятности захвата ча­ стиц угольной пыли (особенно мелкодисперсных фракций).

Применение электретных форсунок, по данным эксперименталь­ ных исследований, повышает эффективность действия ороситель­ ных систем угольных комбайнов в 1,5—4 раза.

9. Перспективы развития средств комплексной

механизации и автоматизации

Рассматривая отечественный и зарубежный опыт создания тех­ ники для комплексной механизации выемки тонких пологих и на­ клонных пластов, можно предвидеть следующие перспективные направления ее развития:

1)узкозахватная технология выемки с применением очистных комплексов оборудования с механизированными крепями;

2)фронтальная технология выемки с применением угледобыва­ ющих агрегатов.

9.1. Узкозахватная технология выемки

На ближайшую перспективу узкозахватная технология выемки -с помощью очистных комбайнов и струговых установок в сочета­ нии с передвижными забойными скребковыми конвейерами и ме­ ханизированными крепями станет основной при выемке тонких по­ логих пластов. При этом пласты мощностью от 0,7 м и выше бу­ дут выниматься без присечки боковых пород, а пласты мощностью менее 0,7 м будут выниматься в основном с присечкой боковых пород.

Основным способом подготовки будет столбовая система с вы­ емкой обратным ходом и расположением очистных забоев преиму­ щественно по падению или восстанию. Однако тенденция разви­ тия в Донецком бассейне комбинированной и сплошной систем подготовки потребует создания очистных комплексов оборудования, специально приспособленных для работы в таких горнотехниче­ ских условиях. В этом случае возможно применение одноцепных угловых передвижных забойных скребковых конвейеров для луч­ шей передачи угля из очистного забоя на откаточный штрек и ос­ нащение комбайнов удлиненными качалками для одновременного разрушения его исполнительными органами породы в зоне прохо­ димых вместе с очистным забоем прилегающих к нему выработок.

В настоящее время имеются следующие тенденции развития оборудования очистного комплекса.

Очистные комбайны. Основным типом очистного комбайна в

условиях выемки тонких пологих пластов на ближайшую перспек­ тиву будет комбайн КЮЗ со шнековым исполнительным органом.

Наряду с комбайном КЮЗ возможно создание комбайна с рас­ положением корпуса машины вне зоны става забойного передвиж­ ного скребкового конвейера, с двумя симметрично расположенны­ ми по концам на качалках шнеками. Наряду с вынесенным меха­ низмом подачи комбайны будут оснащаться и бесцепными систе­ мами подачи. Суммарная энерговооруженность очистного комбай­ на возрастет до 300 кВт.

Для выемки пластов мощностью 0,9—1,2 м следует ожидать

более широкого применения комбайнов с двумя шнеками, сим­ метрично расположенными с одной стороны машины (принципи­ альная схема компоновки комбайна 1КЮ1), с расположением корпуса над ставом конвейера, с бесцепной системой подачи и двухкомбайновой системой выемки (два комбайна, расположенныеисполнительными органами по отношению друг к другу «валетом»-

всторону прилегающих к очистному забою выработок). Наряду с объемным гидроприводом для механизма подачи воз­

можно применение тиристорного привода или привода с электро­ магнитной муфтой.

Струговые установки получат дальнейшее развитие главным?

образом в направлениях повышения энерговооруженности и на­ дежности, улучшения управляемости по гипсометрии пласта и обеспечения принудительного разрушения остающейся верхней; пачки угольного пласта. Следует ожидать к 1990 г. увеличения, объема годовой добычи угля с применением струговой выемки.

Забойный передвижной скребковый конвейер останется на бли­

жайшую обозримую перспективу основным средством доставкиугля из очистного забоя. Наряду с двухцепными скребковыми; конвейерами (две цепи в направляющих) получат распространение; одноцепные и двухцепные скребковые конвейеры с цепями, выне­ сенными из направляющих. Для повышения надежности тягового* органа увеличится калибр цепи в двухцепных конвейерах до 24 мм,, в одноцепных — до 26—30 мм. Увеличится прочность скребков за. счет выполнения их штампованными, что практически исключитслучаи их деформации. Основным исполнением двухцепного кон­ вейера с двумя цепями в направляющих будет конвейер с закры­

тым снизу днищем у рештаков.

Получит распространение привод конвейера с электромагнит­ ной муфтой, а также тиристорный привод.

Прочность соединительных элементов у рештаков конвейера; увеличится не менее чем до 1000 кН.

Основным вариантом исполнения конвейера будет конвейер с двумя приводными блоками, расположенными с завальной сторо­ ны, и приводными головками, вынесенными на штреки, что позво­ лит осуществлять выемку угля в очистном забое без предвари­ тельной выемки ниш.

Получит некоторое распространение, особенно при комбиниро­ ванной и сплошной системах подготовки, угловой одноцепной: скребковый конвейер.

Суммарная энерговооруженность скребковых конвейеров, рабо­ тающих в условиях тонких пластов, к 1990 г. возрастет до 220—

320 кВт.

Механизированные крепи. Для очистных забоев с относитель­

но благоприятными по устойчивости пород кровли условиями, ра­ ботающих с относительно невысокой нагрузкой (старые, не под­ вергнутые реконструкции шахты, шахты с многоступенчатым и с

недостаточной пропускной способностью транспортом и т. п.), ос­ танется устойчивая область применения комплектных крепей с

верхней завязкой типа КМ97М как дешевых, простых, легких и маневренных в эксплуатации и по своей принципиальной схеме (верхняя завязка), наиболее приспособленных для работы в усло­ виях тонких пластов. Этот тип комплектных крепей будет приме­ няться как при комбайновом, так и при струговом способах вы­ емки.

Наряду с достаточно широким внедрением механизированных крепей М103 получает распространение, особенно в условиях пла­ стов мощностью свыше 0,8 м, щитовые крепи унифицированного ряда.

Для улучшения поддержания пород кровли в призабойном про­ странстве следует ожидать начала внедрения механизированных крепей с регулированием положения равнодействующей сил, пере­ дающихся от перекрытия крепи к породам кровли.

Передвижение секций крепи будет осущестляться в основном последовательно и по заряженной схеме, преимущественно с ак­ тивным подпором перекрытия к породам кровли.

Для устранения просыпания пород кровли, особенно в процес­ се передвижения секций крепи, получит распространение прину­ дительное перекрытие полностью зазоров между перекрытиями секций крепи за счет гидравлически поджимающихся щитков.

В условиях очистных забоев с неустойчивыми породами кров­ ли получат распространение модификации механизированных кре­ пей с поддержанием верхнего перекрытия в зоне призабойного рабочего пространства дополнительной стойкой, установленной и опирающейся на став забойного скребкового конвейера. Такие механизированные крепи смогут применяться в сочетании с мно­ гокомбайновой выемкой, когда комбайны будут оснащены шнеко­ выми исполнительными органами с захватом до 0,4 м или специ­ альными струговыми установками.

Основное рабочее давление в гидросистеме крепи к 1990 г. станет равным 32 МПа с тенденцией повышения после 1990 г. до 45 МПа.

Получат распространение преимущественно модульные распре­ делители с разделением командных импульсов от исполнительных и с применением многоканальных рукавов высокого давления. При этом все элементы гидропривода в механизированных крепях раз­ личных типов будут максимально возможно унифицированы с ми­

нимизацией типов и типоразмеров.

Системы управления оборудования очистных комплексов. На­

ряду с неавтоматизированными системами управления оборудова­ нием очистных комплексов будут развиваться и внедряться систе­ мы управления с элементами автоматизации и системы дистанци­ онного управления оборудованием комплекса с центрального пуль­ та, вынесенного на штрек.

Все очистные комбайны будут оснащены автоматической си­ стемой управления скоростью подачи в зависимости от нагрузки электродвигателей привода исполнительных органов комбайна.

В ближайшей обозримой перспективе, по-видимому, еще не по­

лучат промышленного внедрения системы автоматического регули­ рования положения исполнительных органов комбайна по лини­

ям контактов порода — уголь.

Следует также считаться с трудностью автоматизации в бли­ жайшее время выполнения концевых операций, связанных с внед­ рением исполнительных органов комбайна для выемки полосы уг­ ля следующим циклом. Поэтому наряду с внедрением систем ав­ томатического группового управления секциями механизирован­ ных крепей, по нашему убеждению, основным направлением, обес­ печивающим максимальное сокращение рабочих в очистном за­ бое, будет развитие систем дистанционного управления оборудо­ ванием очистного забоя оператором с центрального пульта, выне­ сенного на штрек.

При такой системе управления в процессе работы в очистном; забое должен находиться только один оператор-наблюдатель, практически выполняющий разрешительные функции и осущест­ вляющий обратную связь с оператором-исполнителем, сидящим за пультом управления на штреке.

Оператор-наблюдатель в очистном забое при этом должен бытьосвобожден от каких-либо исполнительных функций по управле­ нию оборудованием очистного забоя. Он должен только давать голосом по радио, используя силовой кабель в качестве волново­ да, команды, которые он считает необходимыми для исполнения в результате своего наблюдения за обстановкой в очистном за­ бое, т. е., по сути, оператор-наблюдатель выполняет функции мик­ ропроцессора.

Поданные оператором-наблюдателем команды должен выпол­ нять оператор-исполнитель, находящийся за центральным пультом управления оборудованием очистного комплекса на штреке. Ко­ нечно, при этом у оператора-исполнителя на центральном пультедолжна иметься телемеханическая связь с оборудованием очист­ ного забоя, которая должна давать оператору-исполнителю необ­ ходимую информацию о состоянии и относительном положении: оборудования очистного комплекса. Основной задачей операторанаблюдателя в очистном забое будет обеспечение правильного ве­ дения исполнительных органов комбайна по линии контактов; уголь — порода и корректировка действий оператора-исполнитедя, сидящего за пультом дистанционного управления на штреке, по> управлению всем оборудованием очистного забоя.

При такой системе дистанционного управления возможна ра­ бота очистного комплекса оборудования по выемке угля с необ­ ходимостью присутствия в очистном забое только одного операто- ра-наблюдателя и второго оператора-исполнителя у центрально­ го пульта дистанционного управления на штреке. Реальное про­ мышленное внедрение таких систем дистанционного управления следует ожидать после 1985 г.

Концевые операции в комплексно-механизированном очистном забое. Для повышения эффективности работы очистного комплек­

са оборудования и резкого увеличения производительности труда